Sains & Teknologi

Teknologi Baru Ini Bisa Membunuh 99,9% Kuman Mematikan di Udara

Kita dapat hidup tanpa makanan selama tiga minggu dan tanpa air hingga tiga hari. Tetapi kita tidak bisa hidup tanpa udara selama lebih dari tiga menit. Bukan hanya ketersediaan udara yang penting – kualitas juga penting. Sayangnya, udara dapat terkontaminasi dengan kuman berbahaya yang dikenal sebagai patogen di udara, seperti bakteri dan virus.

Penyakit yang ditularkan melalui udara sangat mudah menular, dan dapat menyebabkan penyakit pernapasan yang dapat mengancam jiwa. Oleh karena itu tidak mengherankan bahwa wabah penyakit menular melalui udara adalah masalah kesehatan masyarakat yang utama, dan bahwa para peneliti bekerja keras untuk menghasilkan teknologi untuk menyediakan udara bersih. Namun, sejauh ini, teknologi semacam itu memiliki keberhasilan yang terbatas.

Sekarang sebuah studi baru menunjukkan bahwa plasma non-termal – gas dingin yang terdiri dari partikel bermuatan listrik, dapat menonaktifkan virus di udara dan menyediakan udara steril . Meskipun teknologi ini memiliki sejarah panjang dan banyak aplikasi (dalam industri obat-obatan dan makanan), ini adalah penggunaan yang sepenuhnya baru tujuan ini.

Wabah yang menghancurkan

Virus yang dapat menyebar melalui udara termasuk influenza (flu), flu biasa (rhinovirus), varicella zoster (cacar air), gondong dan campak. Campak secara khusus telah dicap sebagai bom waktu kesehatan masyarakat karena banyak orang tua gagal memvaksinasi anak-anak mereka. Vaksinasi adalah satu-satunya cara untuk sepenuhnya mencegah campak.

Orang yang terinfeksi dapat menularkan virus melalui udara melalui tetesan dan partikel kecil yang dikeluarkan selama bersin dan batuk. Virus ini dapat menyebar dengan sangat cepat dari orang ke orang melalui udara, terutama di daerah padat seperti sekolah dan panti jompo.

Flu adalah salah satu virus udara yang paling umum dan sangat menular . Penyakit dapat berkisar dari penyakit pernapasan ringan hingga berat dan bahkan kematian, dengan gejala termasuk demam mendadak, batuk, sakit tenggorokan, pilek, sakit kepala, malaise, nyeri otot dan sendi. Rawat inap dan kematian akibat virus influenza dapat terjadi pada kelompok berisiko tinggi termasuk anak-anak, orang tua, wanita hamil, orang dengan sistem kekebalan yang lemah – seperti pasien HIV atau kanker – dan beberapa orang dengan penyakit kronis.

Menurut WHO, flu mengakibatkan lebih dari 3 juta kasus penyakit parah per tahun dan sekitar 290.000-650.000 kematian. Pandemi virus influenza yang paling mematikan adalah flu Spanyol (H1N1) pada 1918-1919 yang menginfeksi sekitar seperempat populasi global dan menyebabkan lebih dari 40 juta kematian. Virus yang baru muncul di udara seperti Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) juga menyebar dengan cepat dari Cina ke banyak negara di seluruh dunia.

Pengobatan infeksi virus ringan di udara meliputi istirahat dan cairan. Namun, tidak ada obat antivirus khusus untuk pengobatan infeksi parah. Juga sangat sulit untuk mencegah diri kita terbebas dari paparan virus, meskipun kita dapat mengurangi paparan melalui beberapa kebiasaan baik seperti mencuci tangan secara teratur. Jika kita memiliki infeksi, kita dapat mengurangi risiko menularkannya dengan menutupi bersin dan batuk dengan tisu atau masker rumah sakit.

Membersihkan udara

Ada metode desinfeksi udara yang tersedia saat ini, tetapi mereka memiliki beberapa keterbatasan . Iradiasi kuman ultraviolet (UVGI), misalnya, adalah metode desinfeksi yang menggunakan sinar ultraviolet untuk membunuh atau menonaktifkan mikroorganisme dengan menghancurkan DNA mereka sehingga mereka tidak dapat bereproduksi di dalam tubuh manusia. Namun, paparan UVGI yang berlebihan memiliki efek kesehatan yang buruk , menyebabkan eritema kulit (kemerahan kulit yang dangkal) dan kondisi mata yang menyakitkan yang dikenal sebagai fotokeratitis.

Filtrasi udara adalah metode yang baik untuk membersihkan udara dengan melewatkannya melalui filter yang menghilangkan partikel dan menghentikan masuknya patogen dari luar ke dalam bangunan seperti fasilitas kesehatan. Namun, beberapa patogen di udara terlalu kecil untuk dihilangkan dan dapat melewati saringan udara.

Metode baru yang dikembangkan oleh para peneliti di University of Michigan memang menawarkan harapan. Studi mereka, yang diterbitkan dalam Journal of Physics, menunjukkan bahwa plasma non-termal dapat menonaktifkan 99,9% virus di udara melalui pelepasan fragmen molekul udara yang energik dan bermuatan yang dapat menghancurkan virus dalam waktu kurang dari satu detik . Plasma non-termal juga dapat membunuh bakteri melalui penghancuran dinding sel mereka .

Plasma diproduksi dalam reaktor plasma non-termal. Ketika patogen di udara melewatinya, mereka bereaksi dengan atomnya yang tidak stabil yang disebut radikal (seperti ozon). Proses ini mengubah lipid, protein dan asam nukleat pada mikroorganisme yang mereka temui – membunuh patogen atau membuatnya tidak berbahaya. Perangkat ini juga berfungsi dengan menyaring patogen dari aliran udara.

Profesor Teknik Sipil dan Lingkungan Herek Clack (kiri) dan anggota timnya membuat perangkat plasma non-termal skala laboratorium yang sebelumnya telah terbukti mencapai lebih dari 99% inaktivasi dari virus di udara, MS2 phage, virus yang menginfeksi bakteri E.coli di peternakan babi keluarga Barton Farms di Homer, MI. Kredit gambar: Robert Coelius / Michigan Engineering

Menggabungkan filtrasi dan inaktivasi patogen di udara akan memberikan cara yang lebih efisien untuk menyediakan udara steril daripada perangkat saat ini yang umumm digunakan. Tim peneliti telah mulai menguji reaktor ini pada aliran udara ventilasi di peternakan babi untuk menentukan kemanjurannya dalam mencegah penyebaran patogen di udara.

Tetapi sementara perangkat ini efektif, apakah itu aman? Kita tahu bahwa ozon terkait dengan kondisi pernapasan . Para peneliti mengatakan bahwa paparan ozon dari perangkat tersebut masih dalam standar regulasi, yang berarti tidak menimbulkan bahaya keselamatan.

Jadi sepertinya reaktor plasma non-termal memiliki potensi untuk menggantikan masker wajah tradisional dan menyediakan udara steril – terutama di daerah padat seperti di transportasi umum, dan di sekolah-sekolah dan rumah sakit.

Mengingat betapa sulitnya mencegah penularan penyakit melalui udara, ini adalah berita bagus. Meskipun kita sering dapat memilih makanan apa yang akan dimakan dan minuman apa yang akan kita minum, kita tidak bisa, bagaimanapun, memilih udara yang kita hirup.

Baca selengkapnya: University of Michigan
Publikasi Ilmiah: Journal of Physics

Artikel Terkait:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *